重大活动保障工程沥青改性技术对比分析

王浩 孙雨 赵京 陈浩男

1.北京路新沥青混凝土有限公司 北京 102209

2.北京市政路桥建材集团有限公司 北京 100176

沥青混合料是应用非常广泛的路面材料，其具有舒适的行车性能、连续性好、抗震性强和优良的路用性能，维修养护也十分方便。在重点工程中，普通的沥青混合料并不能满足交通量的需求，因此SMA沥青马蹄脂碎石混合料被广泛采用。相比于普通的道路石油沥青，SMA沥青马蹄脂碎石混合料中道路石油沥青改性剂的应用可以提高其抗车辙性能、增加路面的弹性、减少噪声污染并增加道路使用寿命[1-2]。

本研究针对使用天然沥青与SBS复合改性、抗车辙剂与SBS复合改性及单独使用SBS改性的SMA沥青马蹄脂碎石混合料进行了研究，通过高温稳定性和水稳定性的相关试验，比较了不同改性方式对沥青混合料性能提升的指标。最终，根据重大活动保障工程的表面层沥青混合料选取提出了相关建议。

1 材料指标与配合比设计

依据《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004中规定的SMA混合料配合比设计方法，针对岩沥青复合改性沥青及湖沥青复合改性沥青的配合比设计应考虑其含有的矿物质，其中岩沥青复合改性沥青添加量固定位混合料重量的4%，而湖沥青复合改性沥青掺加量为湖沥青：SBS改性沥青=25:75，抗车辙剂外掺的掺加量为沥青混合料重量的6‰，纤维掺加量统一定为沥青混合料质量的3‰[3]。具体各种原材料检测指标如下：

1.1 SBS改性沥青试验结果见表1

1.2 岩沥青试验结果见表2

表2 岩沥青检测结果

1.3 湖沥青检测结果见表3

表3 湖沥青检测结果

1.4 湖沥青复合改性沥青试验结果见表4

表4 湖沥青复合改性沥青试验结果a

1.5 其他原材料试验结果

玄武岩集料、加工磨细的石灰岩矿粉和国产的松散木质素纤维被采用，经检测结果表明，集料、矿粉及纤维的技术指标均达到了我国现行公路沥青路面施工技术规范的要求。

1.6 矿料合成级配

混合料矿料合成级配见表5，其中抗车辙复合改性沥青混合料级配与SBS改性沥青级配相同。几种沥青混合料的最佳油石比均为6.0%。

表5 合成级配

表6 沥青混合料动稳定度试验结果

表7 各改性方式沥青混合料的水稳定性

表8 沥青混合料低温弯曲破坏应变试验结果

2 沥青混合料的路用性能研究

2.1 高温性能比较

车辙是沥青混凝土路面的主要破坏型式，其主要成因是由于夏季高温由于行车的起动和制动、加速和减速以及车辆重复荷载下路面发生的累积变形。依据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）中规定的试验方法，对四种沥青混合料进行车辙试验，结果见表。由表可见，高温性能四种沥青混合料如下排列：抗车辙剂+SBS改性沥青混合料＞湖沥青复合改性沥青混合料＞SBS改性沥青混合料＞岩沥青复合改性沥青混合料[4]。结果表明，在SBS改性沥青SMA中加入湖沥青或抗车辙剂，可以提高沥青混合料的高温性能。

2.2 水稳定性比较

依据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ E20-2011）对两种沥青混合料进行浸水马歇尔试验和真空饱水冻融后劈裂强度试验，结果见表。由表可知，各类型沥青混合料水稳定性均满足规范要求。结果表明，各种添加剂对沥青混合料的水稳定性影响不大。

2.3 低温稳定性比较

依据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）采用 MTS 试验机对沥青混合料进行小梁试验。在温度-10℃、加荷速率50mm／min下测得四种沥青混合料的弯曲应变和弯拉强度见表。由表可见，低温性能四种沥青混合料如下排列：湖沥青复合改性沥青混合料＞SBS改性沥青混合料＞抗车辙剂+SBS改性沥青混合料＞岩沥青复合改性沥青混合料。由结果可知，湖沥青的添加可以提高沥青混合料的低温性能，而岩沥青和抗车辙剂的添加，对沥青混合料的低温性能有较小的不利影响[5]。

3 结论

（1）通过对四种沥青混合料高温性能进行试验，结果表明，在SBS改性沥青SMA中加入湖沥青或抗车辙剂，可以提高沥青混合料的高温性能。

（2）通过对四种沥青混合料水稳定性进行试验，结果表明结果表明，各种添加剂对沥青混合料的水稳定性影响不大。

（3）通过对四种沥青混合料低温稳定性进行试验，结果表明湖沥青的添加可以提高沥青混合料的低温性能，而岩沥青和抗车辙剂的添加，对沥青混合料的低温性能有较小的不利影响。

（4）湖沥青复合改性沥青混合料常用于重载交通，如长安街、三环路、京通快速路、机场高速等工程；岩沥青复合改性沥青混合料常在京良路等城市快速路中使用；抗车辙复合改性沥青混合料常应用于城际环路的公交车道、高速公路的外侧车道等用于改善路面的抗车辙效果；而普通SBS改性沥青混合料应用场景广泛，在各重大活动保障道路中都能够看到其应用。

（5）四种改性方式均能有效地改善沥青混合料的高温性能、低温性能及水稳定性，以延长路面使用寿命并保障重大活动。但应根据每一特定情况，如气候分区、交通条件，合理选择适宜产品才能得到更好的应用效果。